什麼是複數乘法計算機?
複數的標準形式為 a + bi,其中 a 是實部、b 是虛部,而 i 為虛數單位,定義為 i² = −1。本計算機能將兩個複數 (a + bi) 與 (c + di) 相乘,並以標準的 a + bi 形式回傳結果。無論是代數運算、電機工程(相量與阻抗)、訊號處理或物理問題,都能派上用場。
使用方法
分別輸入第一個複數的實部與虛部(a 與 b),以及第二個複數的實部與虛部(c 與 d)。計算機會立即顯示乘積,並將結果拆解為實部與虛部。負數與小數都完全支援。
公式說明
複數相乘可運用分配律(FOIL 展開法):
(a + bi)(c + di) = ac + adi + bci + bdi²
由於 i² = −1,因此 bdi² 這一項會變成 −bd。將實部與虛部分別合併後可得:
(a + bi)(c + di) = (ac − bd) + (ad + bc)i
所以乘積的實部為 ac − bd,虛部為 ad + bc。
實際範例
計算 (3 + 2i) 乘以 (1 + 4i):
- 實部:ac − bd = (3)(1) − (2)(4) = 3 − 8 = −5
- 虛部:ad + bc = (3)(4) + (2)(1) = 12 + 2 = 14
乘積為 −5 + 14i。
常見問題
i² 等於多少?根據定義,i² = −1,這正是為什麼虛部相乘的結果要從實部中扣除的原因。
可以用實數乘以複數嗎?可以——只要把 b 或 d 設為 0 即可。例如,(5 + 0i) 乘以 (2 + 3i) 會得到 10 + 15i。
如果兩個數都是純虛數呢?(0 + 2i) 乘以 (0 + 3i) 會得到 6i² = −6,結果是一個實數。